第一章 安培力与洛伦兹力 单元过关小卷（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第一章 安培力与洛伦兹力 单元过关小卷（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 698.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-23 21:10:20 | ||
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文档简介
第一章 安培力与洛伦兹力 单元过关小卷必刷
一、单选题
1．（2022·云南·高二期末）一匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里，其边界如图中虚线所示。为半径为的半圆，、与直径共线，、间的距离等于半圆的半径。一束质量为、电荷量均为的粒子，在纸面内从点垂直于以不同速度射入磁场，不计粒子所受重力及粒子间的相互作用。则在磁场中运动时间最短的粒子速度大小为（ ）
A． B． C． D．
2．（2022·内蒙古·鄂尔多斯衡水实验中学高二阶段练习）空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为，磁场方向垂直于横截面。一质量为、电荷量为的粒子以速率沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向，不计重力，该磁场的磁感应强度大小为（ ）
A． B． C． D．
3．（2021·河南·洛阳市第一高级中学高二阶段练习）如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场边界上，有两个质量、电荷量均相等的正、负离子（不计重心），从O点以相同的速度射入磁场中，射入方向均与边界成角，则正、负离子在磁场中运动的过程，下列判断错误的是（ ）
A．运动的轨道半径相同 B．重新回到磁场边界时速度大小和方向都相同
C．运动的时间相同 D．重新回到磁场边界的位置与O点距离相等
4．（2022·山东·青岛西海岸新区第一高级中学高二期末）如图，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，重力不计、电荷量一定的带电粒子以速度v正对着圆心O射入磁场。若粒子射入、射出磁场点间的距离为1.6R，则粒子在该磁场中做圆周运动的周期为（ ）
A． B． C． D．
5．（2022·浙江温州·高二期末）如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，是圆的一条直径。一带正电的粒子从点射入磁场，速度大小为，方向与成角时恰好从点飞出磁场，粒子在磁场中运动的时间为。若仅将速度大小改为，则粒子在磁场中运动的时间为（不计带电粒子所受重力）（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
6．（2022·湖南师大附中高二期末）如图所示，有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b，a被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上，b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止，重力加速度为g，则下列关于b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度及a的状态说法正确的是（ ）
A．方向竖直向上
B．大小为
C．同时增大细导体棒a、b的电流，a棒仍可静止
D．若使b下移，a将不能保持静止
7．（2022·广西钦州·高二期末）如图所示，在中有一垂直纸面向里匀强磁场，质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于的方向射入磁场，图中实线是它们的轨迹。已知O是的中点，不计粒子重力，下列说法中正确的是（ ）
A．粒子a带正电，粒子b、c带负电 B．粒子c在磁场中运动的时间最长
C．粒子a在磁场中运动的周期最小 D．射入磁场时粒子a的速率最小
8．（2022·长水教育控股集团（云南）衡水实验中学管理有限公司高二期末）电磁炮的基本原理如图所示，一质量为M的弹体（包括金属杆EF的质量）静置于水平平行金属导轨最左端，金属杆与导轨垂直并接触良好，导轨宽为d，长为L，处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现使金属杆通过的电流恒为I，把弹体从静止释放，金属杆与轨道摩擦及空气阻力不计，则弹体能获得的最大速度（ ）
A．磁场不做功，弹体最大速度与磁场无关
B．弹体最大速度与磁场和电流大小都有关
C．
D．
9．（2022·山东省沂南第一中学高二开学考试）如图，距离为d的两平行金属板P、Q之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B1，一束速度大小为v的等离子体垂直于磁场喷入板间，相距为L的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B2，导轨平面与水平面夹角为，两导轨分别与P、Q相连，质量为m、接入电阻为R的金属棒ab垂直导轨放置，恰好静止，重力加速度为g，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．P板为正极，导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上
B．Q板为正极，导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下
C．金属棒ab中的电流
D．金属棒ab中的电流
10．（2022·重庆市第七中学校高二期末）如甲图所示是处在匀强磁场中真空室内的两个半圆形金属盒（“D”形盒），构成的回旋加速器。若“D”形盒的半径为R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，在两“D”形盒间接入峰值为U0的交变电压，电压随时间的变化规律如乙图所示。将粒子源置于D1盒的圆心处，粒子源产生的质量为m、电荷量为+q的粒子在t=0时刻进入“D”形盒的间隙。粒子的初速度不计，粒子穿过电场的时间忽略不计，不考虑相对论效应和重力作用。下列说法正确的是（ ）
A．粒子离开回旋加速器的最大动能为
B．交变电压的周期可以取
C．D2盒中第n个半圆轨迹的半径为
D．若B变为原来的2倍，粒子在“D”形盒中的运动时间变为原来的2倍
11．（2022·河南·信阳高中高二开学考试）如图所示天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为，共匝，线圈下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面，当线圈中通有电流时（方向如图），在天平左右两边加上质量分别为、的砝码，天平平衡；当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为的砝码后，天平重新平衡，重力加速度取。由此可知（ ）
A．磁场方向垂直纸面向里
B．磁场方向垂直纸面向外
C．磁感应强度的大小为
D．仅使磁场反向和仅使电流反向等效
三、填空题
12．（2021·江西·南昌十中高二期末）医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度，电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两互相垂直，如图。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，血管壁的厚度可忽略，在某次监测中，已知两触点的距离为d，两触点间的电势差为，磁感应强度的大小为，血流速度约为，则电极a、b的电势高低情况为__（选填“”、“”或“），当血流速度约为时（其他不变），则所测电势差为______。
13．（2021·福建·高三专题练习）分析航天探测器中的电子束运动轨迹可知星球表面的磁场情况。在星球表面某处，探测器中的电子束垂直射入磁场。在磁场中的部分轨迹为图中的实线，它与虚线矩形区域ABCD的边界交于a、b两点。a点的轨迹切线与AD垂直，b点的轨迹切线与BC的夹角为。已知电子的质量为m，电荷量为e，电子从a点向b点运动，速度大小为v0，矩形区域的宽度为d，此区域内的磁场可视为匀强磁场。据此可知，星球表面该处磁场的磁感应强度大小为___________，电子从a点运动到b点所用的c时间为___________。
14．（2020·山西·应县一中高二开学考试）电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，利用这种装置可以把质量为2.0g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到6km/s。若这种装置的轨道宽2m，长为100m，通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为_____T，磁场力的最大功率P=_____W（轨道摩擦不计）。
四、解答题
15．（2021·重庆一中高二期末）如图所示，在坐标系的第Ⅰ象限内充满了沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限内充满了垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从y轴上的P点以垂直于y轴和电场的初速度进入匀强电场，一段时间后经过x轴上的Q点进入匀强磁场，进入磁场时的速度方向与x轴正方向成角，已知，若粒子在磁场中运动一段时间后恰好能再回到电场，不计粒子重力，电场强度E和磁感应强度B大小均未知。求：
（1）的距离；
（2）磁感应强度B的大小：
（3）粒子从离开P点到第三次经过x轴所需的时间。
16．（2022·广东惠州·高二期末）电磁炮是一种新型武器，下图为简化后的原理图，恒流源的电流通过金属杆EF（装有弹头），两平行金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，金属杆受磁场力推动向右加速。设弹头质量（含金属杆EF的质量），轨道宽度，长度，通过的电流大小恒为，弹头从导轨最左端开始由静止匀加速至最右端，达到的发射速度，重力加速度，（轨道摩擦不计），求：
（1）弹头在导轨上运动的时间；
（2）导轨间匀强磁场的磁感应强度的大小；
（3）采取哪些措施能提高弹头的发射速度。（至少提两条）
17．（2022·山东枣庄·高三期末）如图所示，在第一象限内垂直于平面的两平面a、b平行于x轴，a、b、x轴之间间距均为d；b与x轴之间有垂直于纸面向外的匀强磁场，a、b之间有沿y轴负方向的匀强电场，第四象限有沿y轴正方向的匀强电场，两电场场强大小相等。质量为m，电荷量为的粒子A，从平面a与y轴交点处（在电场内）平行于x轴向正方向以速度射出，穿过平面b时速度与b夹角为。有一电中性粒子B自由静止在x轴的点，质量。粒子A恰好在点垂直于x轴与粒子B发生弹性正碰，碰撞过程中没有电荷转移。设粒子A再次从磁场向下穿过x轴的点分别为、……，且在、……点处均预先放置跟粒子B完全相同的自由静止中性粒子，使粒子A到达这些点时，都与之发生弹性碰撞。不计粒子的重力。求：
（1）电场强度的大小；
（2）磁感应强度的大小；
（3）、、……所有相邻两点之间的距离。
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．D
2．A
3．C
4．D
5．C
6．ABD
7．AB
8．BC
9．BC
10．AC
11．AD
12．
13．
14． 18 2.16×106
15．（1）；（2）；（3）
16．（1）0.2s；（2）20T
17．（1）；（2）；（3）（n=1,2,3…）
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．（2022·云南·高二期末）一匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里，其边界如图中虚线所示。为半径为的半圆，、与直径共线，、间的距离等于半圆的半径。一束质量为、电荷量均为的粒子，在纸面内从点垂直于以不同速度射入磁场，不计粒子所受重力及粒子间的相互作用。则在磁场中运动时间最短的粒子速度大小为（ ）
A． B． C． D．
2．（2022·内蒙古·鄂尔多斯衡水实验中学高二阶段练习）空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为，磁场方向垂直于横截面。一质量为、电荷量为的粒子以速率沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向，不计重力，该磁场的磁感应强度大小为（ ）
A． B． C． D．
3．（2021·河南·洛阳市第一高级中学高二阶段练习）如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场边界上，有两个质量、电荷量均相等的正、负离子（不计重心），从O点以相同的速度射入磁场中，射入方向均与边界成角，则正、负离子在磁场中运动的过程，下列判断错误的是（ ）
A．运动的轨道半径相同 B．重新回到磁场边界时速度大小和方向都相同
C．运动的时间相同 D．重新回到磁场边界的位置与O点距离相等
4．（2022·山东·青岛西海岸新区第一高级中学高二期末）如图，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，重力不计、电荷量一定的带电粒子以速度v正对着圆心O射入磁场。若粒子射入、射出磁场点间的距离为1.6R，则粒子在该磁场中做圆周运动的周期为（ ）
A． B． C． D．
5．（2022·浙江温州·高二期末）如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，是圆的一条直径。一带正电的粒子从点射入磁场，速度大小为，方向与成角时恰好从点飞出磁场，粒子在磁场中运动的时间为。若仅将速度大小改为，则粒子在磁场中运动的时间为（不计带电粒子所受重力）（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
6．（2022·湖南师大附中高二期末）如图所示，有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b，a被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上，b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止，重力加速度为g，则下列关于b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度及a的状态说法正确的是（ ）
A．方向竖直向上
B．大小为
C．同时增大细导体棒a、b的电流，a棒仍可静止
D．若使b下移，a将不能保持静止
7．（2022·广西钦州·高二期末）如图所示，在中有一垂直纸面向里匀强磁场，质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于的方向射入磁场，图中实线是它们的轨迹。已知O是的中点，不计粒子重力，下列说法中正确的是（ ）
A．粒子a带正电，粒子b、c带负电 B．粒子c在磁场中运动的时间最长
C．粒子a在磁场中运动的周期最小 D．射入磁场时粒子a的速率最小
8．（2022·长水教育控股集团（云南）衡水实验中学管理有限公司高二期末）电磁炮的基本原理如图所示，一质量为M的弹体（包括金属杆EF的质量）静置于水平平行金属导轨最左端，金属杆与导轨垂直并接触良好，导轨宽为d，长为L，处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现使金属杆通过的电流恒为I，把弹体从静止释放，金属杆与轨道摩擦及空气阻力不计，则弹体能获得的最大速度（ ）
A．磁场不做功，弹体最大速度与磁场无关
B．弹体最大速度与磁场和电流大小都有关
C．
D．
9．（2022·山东省沂南第一中学高二开学考试）如图，距离为d的两平行金属板P、Q之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B1，一束速度大小为v的等离子体垂直于磁场喷入板间，相距为L的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B2，导轨平面与水平面夹角为，两导轨分别与P、Q相连，质量为m、接入电阻为R的金属棒ab垂直导轨放置，恰好静止，重力加速度为g，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．P板为正极，导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上
B．Q板为正极，导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下
C．金属棒ab中的电流
D．金属棒ab中的电流
10．（2022·重庆市第七中学校高二期末）如甲图所示是处在匀强磁场中真空室内的两个半圆形金属盒（“D”形盒），构成的回旋加速器。若“D”形盒的半径为R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，在两“D”形盒间接入峰值为U0的交变电压，电压随时间的变化规律如乙图所示。将粒子源置于D1盒的圆心处，粒子源产生的质量为m、电荷量为+q的粒子在t=0时刻进入“D”形盒的间隙。粒子的初速度不计，粒子穿过电场的时间忽略不计，不考虑相对论效应和重力作用。下列说法正确的是（ ）
A．粒子离开回旋加速器的最大动能为
B．交变电压的周期可以取
C．D2盒中第n个半圆轨迹的半径为
D．若B变为原来的2倍，粒子在“D”形盒中的运动时间变为原来的2倍
11．（2022·河南·信阳高中高二开学考试）如图所示天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为，共匝，线圈下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面，当线圈中通有电流时（方向如图），在天平左右两边加上质量分别为、的砝码，天平平衡；当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为的砝码后，天平重新平衡，重力加速度取。由此可知（ ）
A．磁场方向垂直纸面向里
B．磁场方向垂直纸面向外
C．磁感应强度的大小为
D．仅使磁场反向和仅使电流反向等效
三、填空题
12．（2021·江西·南昌十中高二期末）医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度，电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两互相垂直，如图。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，血管壁的厚度可忽略，在某次监测中，已知两触点的距离为d，两触点间的电势差为，磁感应强度的大小为，血流速度约为，则电极a、b的电势高低情况为__（选填“”、“”或“），当血流速度约为时（其他不变），则所测电势差为______。
13．（2021·福建·高三专题练习）分析航天探测器中的电子束运动轨迹可知星球表面的磁场情况。在星球表面某处，探测器中的电子束垂直射入磁场。在磁场中的部分轨迹为图中的实线，它与虚线矩形区域ABCD的边界交于a、b两点。a点的轨迹切线与AD垂直，b点的轨迹切线与BC的夹角为。已知电子的质量为m，电荷量为e，电子从a点向b点运动，速度大小为v0，矩形区域的宽度为d，此区域内的磁场可视为匀强磁场。据此可知，星球表面该处磁场的磁感应强度大小为___________，电子从a点运动到b点所用的c时间为___________。
14．（2020·山西·应县一中高二开学考试）电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，利用这种装置可以把质量为2.0g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到6km/s。若这种装置的轨道宽2m，长为100m，通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为_____T，磁场力的最大功率P=_____W（轨道摩擦不计）。
四、解答题
15．（2021·重庆一中高二期末）如图所示，在坐标系的第Ⅰ象限内充满了沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限内充满了垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从y轴上的P点以垂直于y轴和电场的初速度进入匀强电场，一段时间后经过x轴上的Q点进入匀强磁场，进入磁场时的速度方向与x轴正方向成角，已知，若粒子在磁场中运动一段时间后恰好能再回到电场，不计粒子重力，电场强度E和磁感应强度B大小均未知。求：
（1）的距离；
（2）磁感应强度B的大小：
（3）粒子从离开P点到第三次经过x轴所需的时间。
16．（2022·广东惠州·高二期末）电磁炮是一种新型武器，下图为简化后的原理图，恒流源的电流通过金属杆EF（装有弹头），两平行金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，金属杆受磁场力推动向右加速。设弹头质量（含金属杆EF的质量），轨道宽度，长度，通过的电流大小恒为，弹头从导轨最左端开始由静止匀加速至最右端，达到的发射速度，重力加速度，（轨道摩擦不计），求：
（1）弹头在导轨上运动的时间；
（2）导轨间匀强磁场的磁感应强度的大小；
（3）采取哪些措施能提高弹头的发射速度。（至少提两条）
17．（2022·山东枣庄·高三期末）如图所示，在第一象限内垂直于平面的两平面a、b平行于x轴，a、b、x轴之间间距均为d；b与x轴之间有垂直于纸面向外的匀强磁场，a、b之间有沿y轴负方向的匀强电场，第四象限有沿y轴正方向的匀强电场，两电场场强大小相等。质量为m，电荷量为的粒子A，从平面a与y轴交点处（在电场内）平行于x轴向正方向以速度射出，穿过平面b时速度与b夹角为。有一电中性粒子B自由静止在x轴的点，质量。粒子A恰好在点垂直于x轴与粒子B发生弹性正碰，碰撞过程中没有电荷转移。设粒子A再次从磁场向下穿过x轴的点分别为、……，且在、……点处均预先放置跟粒子B完全相同的自由静止中性粒子，使粒子A到达这些点时，都与之发生弹性碰撞。不计粒子的重力。求：
（1）电场强度的大小；
（2）磁感应强度的大小；
（3）、、……所有相邻两点之间的距离。
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参考答案：
1．D
2．A
3．C
4．D
5．C
6．ABD
7．AB
8．BC
9．BC
10．AC
11．AD
12．
13．
14． 18 2.16×106
15．（1）；（2）；（3）
16．（1）0.2s；（2）20T
17．（1）；（2）；（3）（n=1,2,3…）
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